JPH0538019Y2

JPH0538019Y2 -

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Publication number: JPH0538019Y2
Application number: JP8098189U
Authority: JP
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1993-09-27
Anticipated expiration: 2003-09-27
Also published as: JPH0320794U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、工作機械の主軸台、往復台等を支持
するための工作機械用台座、特にセメントにシリ
カヒユームを混入して形成した熱変形等の少ない
工作機械用のコンクリート製台座に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種工作機械用台座は鋳鉄製であり、
その殆どが特殊製造法による高級鋳鉄によつて形
成されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

一般に、工作機械用台座に要求される特性とし
ては、精度が保持されること、剛性があること、
熱変形がないこと、及び振動吸収性がよいこと等
が挙げられる。

しかし、上記のような従来の鋳鉄製台座は、鋳
造後、その内部応力を除くために、熱処理又は自
然枯らしを行なう必要があるが、製造時点での熱
的残留応力を完全に除去することは困難であり、
後に変形が生じやすいといつた欠点がある。

また、熱伝導率が高いために、気温の変化によ
る室内温度の変化や、モーター等による発熱及び
切削時の熱による温度変化による変形が起こり、
精度が保持できないといつた欠点もある。更に、
鋳鉄製台座は、振動吸収性が劣るとゝもに、価格
的にも高価である等の問題もある。

〔問題を解決するための手段〕

本考案は、上記のような従来の欠点を解決する
ためになされたもので、熱変形がなく、剛性及び
精度において優れ、且つひび割れ等による破損の
少ない台座を提供することを目的としたものであ
り、その要旨は、シリカヒユーム及び添加物を混
入したコンクリート製台座の所望個所表面に、樹
脂含浸の溶射によるセラミツクス層又は金属層を
形成したことを特徴とする工作機械用コンクリー
ト製台座にある。

〔実施例〕

以下、本考案を第１図乃至第５図に示す実施例
に基づき詳細に説明する。なお、台座の形状は使
用目的に応じて種々異なるが、第１図に示すもの
は本考案の一実施例を示す台座の全体斜視図であ
り、第２図は同台座の案内面の拡大断面部分図、
第３図は表面処理工程を示すブロツク図、第４図
はプラズマ溶射の説明図、第５図は樹脂含浸の処
理工程を示すブロツク図である。

第１図において、１は全体を箱型に形成したコ
ンクリート製の台座で、その上部には後述する案
内面２を備えている。

すなわち、案内面２は摺動部又は部品取付部或
いは断面変化部で構成されており、これら摺動部
又は断面変化部で工作機械を構成する主軸台、心
押し台、往復台等を支持するものである。

３は中空箱形の脚部で、台座１の下部に設けて
あり、該脚部３の左右前後には、台座１の移動、
運搬等のための吊り孔４を備えている。なお、機
械等のアンカー等の取付けは、コンクリート打設
時点で埋め込んだ鉄又は鋳物等を使用する。

ここで、上記コンクリート製台座１は、セメン
トに微粒子のシリカヒユーム及び添加物を混入し
て形成したものであり、コンクリートの配合は台
座の使用目的により異なる。

すなわち、通常は、セメントに対してシリカヒ
ユームを約20％（重量比）混入し、添加物として
粗骨材及び／又は細骨材、水、混和材、等を混入
する。なお、台座の種類により、粗骨材を混入し
ない場合あるいは粗骨材及び細骨材とも使用しな
い場合がある。

第１表は、セメントに微粒子のシリカヒユーム
を混入したコンクリートの配合例（示方配合）を
示すもので、配合例１のものは、セメントに対し
微粒子のシリカヒユームを約20％（重量比）、水
を約30％（重量比）混入し、細骨材率（骨材中の
細骨材の比率）約45％（容積比）の骨材を混入し
たもので、この場合のスランプ実測値は約20cm、
圧縮強度は約1200Kg／cm²である。

又、配合例２のものは、セメントに対して微粒
子のシリカヒユームを約20％（重量比）、水を約
40（重量比）混入し、細骨材率約45％（容積比）
の骨材を混入したもので、この場合のスランプ実
測値は約13.5cm、圧縮強度は約1000Kg／cm²であ
る。

上記シリカヒユーム混入コンクリートは、セメ
ントの粒子間に微粒子のシリカヒユームが最密且
つ均一に充填されて密実となるため、高強度で、
耐摩擦性の高いものとなる。

台座素材の物性比較を第２表に示すが、シリカ
ヒユームを混入したコンクリートは、鋳鉄に比べ
て熱伝導率が小さく、熱膨張率は鋳鉄と同程度の
ため、結果的に熱による変形が殆どない。

また、シリカヒユームを混入したコンクリート
は、製造時の温度が蒸気養生時でも85℃を超えな
いので、熱的残留応力が発生しない。

第２図に示すものは、コンクリート製台座１の
案内面２における部分拡大断面図で、該案内面２
の構成は、シリカヒユームを混入したコンクリー
ト材で形成された基台５と、該基台５の表面５Ａ
に溶射法により形成したセラミツク層又は金属層
６とで構成し、且つこのセラミツク層又は金属層
６に樹脂を含浸して形成したもので、これにより
台座１の突起部又は断面変化部周辺等の硬化収縮
によるひび割れを防止することができる。

このセラミツクス又は金属の層６を形成する表
面処理工程を、第３図によつて説明すると、先ず
切削工程７により、基台５の表面５Ａに予備研削
を施し、次のブラステイング工程８において、基
台５の表面５Ａに研削材を約５Kg／cm²〜７Kg／cm²
の圧縮空気のもとに吹き付けて前記表面５Ａを祖
面化する。

次に、予熱工程９において、50℃〜90℃に加熱
して溶射直前の水分を除去した後、溶射工程１０
において、プラズマの熱エネルギーにより溶射材
料であるセラミツクス又は金属の粉末を溶融或い
はそれに近い状態まで加熱し、前記基台５の表面
５Ａに高速度で吹き付け、セラミツクス或いは金
属の層６を形成する。

溶射材料としては、例えば、ジルコニア・マグ
ネシア（ZrO₂・MgO）を使用した場合、コンク
リートの表面５Ａは約50℃〜90℃に温度管理され
ている。なお、耐酸性を必要としない場合には、
溶融材料として金属を使用する。

第４図に示すものは、プラズマ溶射法の一例を
示す説明図であり、プラズマを発生させる作動ガ
ス供給装置１１から、水素、窒素、ヘリウム、ア
ルゴン等の気体を単独で又は所定の割合で混合し
たものを、プラズマ発生装置１２に連続的に送り
込み、該プラズマ発生装置１２内に設けられた正
極と負極の両電極に、電源装置１３から電源を供
給してアークを発生させる。

しかして、ガスは解離及び電離（正と負のイオ
ンに分かれる）した状態、すなわちプラズマの状
態となり、急激に膨張してプラズマ発生装置１２
の小孔より高温、高圧のプラズマジエツトとして
噴射する。

このプラズマジエツトに、セラミツクスや金属
等の溶射材料１４を混入し、これを基台５の表面
５Ａに吹き付けることにより溶射できる。なお、
プラズマ発生装置１２は水循環装置１５からの冷
却水により冷却されている。

第３表に、各種溶射材料によつて付与される特
性を示す。この表から明らかなように、溶射材料
として優れた特性を有するものとしては、アルミ
ナ系（Al₂O₃系）、チタニア系（TiO₂系）、ジルコ
ニア系（ZrO₂系）、窒化物、炭化物、硼化物等か
ら成るセラミツクスの粉末、超硬金属の粉末、及
びこれらの複合化によつて成る粉末等が適する。
また、これらの溶射材料を単独あるいは組合わせ
て、耐熱性、電気絶縁性、仕上性等の諸特性を付
与することができる。

各種溶射材料を組合わせることにより特性を向
上できる例として、Al₂O₃に他の材料を添加する
例について述べると、SiO₂を添加することによ
り原材料コストを下げることができ、ZrO₂を添
加することにより耐熱性を向上させることができ
る。

また、TiO₂や超硬合金を添加することにより
仕上性を、非酸化物を添加することにより耐食性
を向上させることができ、非酸化物やレアメタル
を添加することにより高機能化できる。

参考までに、第４表には溶射材料として適する
セラミツクス例の組成と特性を示す。また、第５
表には溶射材料として適する金属例とその特性を
示す。これらの溶射材料は、台座の使用目的に応
じてそれに合う特性のものが選定される。

次に、第５図に基づき、基台５の表面５Ａに前
記溶射によつて形成したセラミツクス又は金属の
層６に樹脂を含浸する処理工程例を説明すると、
先ず基台５を加熱乾燥工程１６において、温度約
150℃で３日〜７日間乾燥した後、含浸工程１７
において、大気圧下、約24時間かけて、含浸材で
ある液状の樹脂を基台５に含浸させる。

そして、加熱重合工程１８において、温度約90
℃の熱水中で約３時間かけて重合反応を完結させ
た後、仕上げ工程１９で表面の仕上げ加工を施し
て完成品とする。なお、前記の含浸材である樹脂
（モノマー）として、メタクリル酸メチルモノマ
ーを使用し、これに溶媒として過酸化ベンゾイル
を50％含むフタル酸ジシクロヘキシル粉末を使用
し、またカツプリング剤として、γ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシランを使用してい
る。

しかして、溶射により形成したセラミツクス層
又は金属層６は、ミクロ的にはポーラスであり、
このポーラス部分に樹脂を含浸せしめることによ
り、該セラミツクス層又は金属層６の組織が均一
で且つ平滑性が高められるとゝもに、高硬度のセ
ラミツクス層又は金属層６が持つ特有の脆さが解
消される。また、基台５とセラミツクス層又は金
属層６との付着力が強化され、硬化収縮によるひ
び割れの発生も少ない。

〔考案の効果〕

本考案に係るコンクリート製台座は、上記のよ
うに、シリカヒユーム及び添加物を混入したコン
クリート製台座の所望個所表面に、樹脂含浸の溶
射によるセラミツクス層又は金属層を形成した構
成であるから、ひび割れ等により最も破損し易い
部分である突起部等断面変化部周辺の構造強度が
増大し、耐久性が向上するとゝもに、寸法精度、
耐摩耗性も向上するといつた諸効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る台座の全体斜視図、第２
図は同台座の案内面の拡大断面部分図、第３図は
表面処理工程を示すブロツク図、第４図はプラズ
マ溶射の説明図、第５図は樹脂含浸の処理工程を
示すブロツク図である。１……台座、２……案内面、３……脚部、４…
…吊り孔、５……基台、６……セラミツクス又は
金属の層。

【表】

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

シリカヒユーム及び添加物を混入したコンクリ
ート製台座の所望個所表面に、樹脂含浸の溶射に
よるセラミツクス層又は金属層を形成したことを
特徴とする工作機械用コンクリート製台座。